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“云上耕作”潤澤良田——來自新疆的調查

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低空經濟正深刻改變著農業生產方式。棉田上空灑藥,麥浪之間“投喂”,棗園、核桃林里巡檢……天山南北,無人機身影越來越常見。從播種、施肥到運輸、監測,無人機等低空技術全程介入農業生產鏈條,將新疆農業推向了更加精準、高效、智能的新階段,也為這片土地繪制出一幅“云上耕作”的現實圖景。

新疆地域廣袤,是我國重要的商品棉基地和特色林果產區。大規模、大田塊的農業形態,為新疆低空農業發展提供了廣闊天地。近年來,以植保無人機為代表的低空應用在天山南北快速推廣,從棉花、小麥、玉米到紅棗、核桃、蜜瓜,從噴灑施肥到低空運輸、遙感監測,無人機正深刻改變著這里的農業生產方式。

低空農業發展前景廣闊,但問題也隨之而來:專業飛手從哪里來?作業標準誰來定?無人機“單打獨斗”的短板怎么補?帶著這些問題,記者深入田間地頭,實地調查新疆低空農業發展現狀。

從“大水大肥”到“精準施藥”

冬小麥拔節生長的季節,昌吉回族自治州昌吉市二六工鎮的大田里,植保無人機在飛手馬明的操作下按預設航線施肥作業。不到10分鐘,幾十畝麥田已噴灑完成。

“過去人工打藥,一個人一天最多完成30畝,現在一架無人機一天能作業上千畝。”3年前,馬明從一位普通農民轉型,當起了職業飛手,去年僅靠給周邊村民做植保掙了8萬元。如今,像馬明這樣的職業飛手越來越多,他們用手中的無人機改變了傳統耕作方式。

在新疆,農用無人機已廣泛應用于小麥、棉花、玉米、甜菜等農作物的植保作業中。與人工和地面機械相比,無人機作業不僅能有效提高農作物病、蟲、草害的防治效果,還能促進農藥的減量、精確、高效、合理使用,實現從“大水大肥”到“精準施藥”的轉變。

“農用無人機單機單日作業面積可達1500畝以上,而地面機械噴桿式噴霧機單機作業面積在500畝左右,單日人工背負式作業面積僅5畝至10畝?!辈蒉r牧業技術推廣中心主任柯曉濤說,在今年農機化示范區建設中,農用無人機植保作業作為主推技術得到大面積推廣應用,預計全年作業面積將超過500萬畝次。

作為農業大州,昌吉州主要農作物種植面積約700萬畝。近年來,昌吉州各級農業農村部門加快衛星定位、智能控制等信息技術在農機裝備和農機作業上的應用,推廣農用無人機和衛星定位導航自動駕駛系統,大幅提升農業機械智能化水平。

長期以來,“打藥難”是困擾新疆種植戶的普遍痛點。作為棉花和林果主產區,新疆雖然土地遼闊但部分作物種植區域地塊分散,一些作物的生長環境不利于機械作業的開展。例如,棉花在生長后期植株高大,傳統地面機械難以進入;核桃、杏、蘋果、紅棗等果樹間種作物區域也面臨樹形高大、大型機械難以通行的難題。無人機不受地形限制,果樹高度及行距對無人機作業影響相對較小,正好填補了這一空白。

新疆維吾爾自治區農業科學院研究員雷鈞杰告訴記者,植保無人機已從最初的大型單旋翼發展到現在的多旋翼,載重從15公斤提升到85公斤,“一噴三防”結合無人機飛噴(防)技術,已成為確保小麥豐產豐收的關鍵技術之一。

在“中國紅棗之鄉”若羌縣,無人機成了紅棗林里的“新農夫”。瓦石峽鎮吾塔木村紅棗種植能手姜海川算了一筆賬:“以前給60多畝紅棗施肥,人工得忙活好幾天,成本還高?,F在無人機噴灑葉面肥,成本降了一半?!?/p>

新疆維吾爾自治區農業科學院植物保護研究所果樹病蟲害防控創新團隊首席專家朱曉鋒介紹,新疆果樹食葉害蟲主要包括葉螨、蚜蟲等,這些病蟲害易暴發成災,常造成果樹減產和果實品質下降。自2018年起,團隊就開始研究植保無人機在果樹種植中的應用技術。與地面噴霧防治相比,植保無人機具有作業效率高、用藥量低等特點。

從麥田到果園,從施肥到病蟲害防治,無人機飛防已覆蓋新疆主要大田作物和特色林果的植保環節,成為農民離不開的“新農具”。曾經“人背機打”的辛苦場景,正被“云端種田”的智能圖景所取代。精準、快捷、安全,讓新疆越來越多的大田用上了無人機飛防。

新疆阿克蘇是我國優質商品棉核心生產基地。近年來,當地以“優棉”為目標,落地北斗導航精量播種、無人機植保等農業新技術。阿克蘇地區柯坪縣農業技術推廣中心黨支部書記明東介紹,該縣棉花種植面積15萬畝,全年無人機作業面積達30萬畝次。

新疆維吾爾自治區農業科學院棉花研究所研究員林濤告訴記者,播種前噴施除草劑、苗期化控,生長后期噴施脫葉劑,無人機在棉花種植中的應用已經非常普遍。“以前打除草劑用拖拉機,用藥量大、速度慢;無人機更靈活、更快,用藥量也更精準。”林濤說,從種到收,無人機正在重塑棉花生產的每個環節。

從“會噴藥”到“會思考”

無人機在新疆農田的應用,遠不止“噴藥”這么簡單。在“會噴藥”的基礎上,農用無人機正在向“會思考”的更高階段進化。近年來,新疆各地持續推進特色林果、經濟作物、糧食作物提質增效,聯合高校、科研院所和研發企業,引進智慧植保裝備,推動田間管護向機械化、智能化轉型。

今年3月,若羌縣首次采用“空中+地面”立體化全覆蓋無人智能作業模式,3臺植保無人機與1臺混動履帶式植保機器人協同作業,精準噴頭沿棗樹林帶勻速推進,霧化均勻的石硫合劑全面覆蓋枝干和枝杈,實現紅棗病蟲害智能化綠色防治。

石硫合劑是棗樹病蟲害防治的重要藥劑,但傳統人工作業存在效率低、覆蓋不均等問題。新疆中創農業科技發展有限公司總經理張智介紹,履帶式植保機器人搭載增程混動系統與衛星導航、無人駕駛技術,可適配5米至6米高棗樹,噴頭射程超過12米;通過“超高壓+風送”霧化技術,保障霧滴有效覆蓋樹干、內膛枝。這不僅顯著提升防治效果,還能節約20%的藥劑用量,每畝可節約管護成本500元以上。

為推動智能植保技術落地見效,當地同步開展藥劑配比、安全防護等相關培訓。若羌縣紅棗科學技術推廣中心高級工程師艾麥提·艾麥爾說,后續將常態化推廣機器人與無人機協同作業,構建“人工+機械+智能”立體化防治體系,讓更多棗農受益。這種“空中+地面”的協同模式,為解決高稈作物和特色林果的植保難題提供了新思路。

不僅僅是智能裝備的協同應用,隨著無人機技術的發展,科研人員正將無人機與遙感、人工智能、物聯網等技術深度融合,讓無人機從“會噴藥”向“會監測、會診斷、會決策”全面升級。

“目前植保無人機存在續航短的問題,同時載重也不足,打藥效果不佳?!毙陆砉W院信息工程學院副教授王洋說,團隊自主研發了載重300公斤的純電驅動植保無人車,續航能力達2小時。此外,團隊正在開發針對阿克蘇蘋果、核桃、梨的病蟲害識別軟件,進一步提升特色林果的智能化、精細化飛防水平。

2025年,新疆理工學院成立低空經濟現代產業學院,并申請獲批自治區低空遙感智能監測工程中心,為當地競逐低空經濟賽道提供科技與人才支撐。新疆理工學院信息工程學院院長李振華介紹,研究中心圍繞低空通信網絡、干旱區低空遙感、局部氣候低空遙感開展研究,主要針對低空遙感的高速數據通信問題、干旱區遙感低空目標精準提取問題等痛點展開攻關,“這些技術突破后,可以為墑情監測、農作物生長階段判斷、病蟲害預警提供精準指導”。

從噴灑到監測,從監測到決策,科研人員的持續攻關正推動低空農業應用不斷邁上新臺階,讓“會思考”的無人機不再遙遠。

林濤介紹,新疆棉花產量占全國90%以上,但面臨水資源短缺、勞動力短缺、成本高、經驗依賴強等問題,亟需智慧農業賦能。借助“空—天—地”一體化相關技術,其團隊開展了棉田墑情快速感知、大田出苗數快速識別、棉田地表殘膜識別等應用研究。

在位于瑪納斯縣的自治區農科院綜合試驗站內,借助“空—天—地”一體化感知、智能決策模型及多機協同控制技術,這里的棉田實現了水肥自動化控制和棉花生產全程機械化,田間管理變得更加精準、高效、智能。

通過“空天地”傳感網(無人機/衛星/物聯網)—AI農藝決策引擎—智能農機精準執行的閉環控制,瑪納斯縣和阿瓦提縣的試驗基地初步實現了棉田大范圍生產節水、減肥,有望實現增產12%,預計畝節本增效350元至400元。目前,兩地已打造2個棉花智慧管控云平臺系統,建立800畝棉花智慧栽培示范基地,技術輻射帶動5萬畝棉田。

在雷鈞杰看來,無人機加遙感技術的應用前景廣闊。他認為,無人機響應快、空間分辨率高,但不可能24小時停留在農田上方;衛星遙感覆蓋時間長,但分辨率有限。兩者相互彌補,再結合作物模型,可以實現大面積農情預測預判。

從“單打獨斗”到“協同作戰”

無人機在新疆農業中應用廣泛,但也存在著飛手缺口大、作業標準缺失、無人機自身續航短載重小等現實問題,產業發展仍停留在“單打獨斗”的初級階段。如何從“飛得起”走向“飛得好”?新疆正以政策、企業、人才的協同作戰給出答案。

在柯坪縣的新疆三和無人機研究院有限公司生產車間,多旋翼無人機整齊列裝,室外培訓場上正在進行無人機駕駛員培訓。該公司副總經理杜鄧江介紹,企業以農林植保為切入點,實現了無人機本地化生產。如今他們生產的無人機不僅應用于農林植保,還適用于應急救援、巡檢、測繪等多種作業場景。

“產業落地,人才先行。先把人才培養起來,才能深入場景應用中?!毙陆蜔o人機研究院有限公司董事長李濤介紹,在產品研發過程中,他深切體會到行業專業人才缺乏的痛點。也正因如此,企業從研發設備轉向了“培訓+服務”。除了開展無人機操控員專業培訓,企業還圍繞培訓類機型進行組裝生產,同時廣泛開展校企合作,已形成集研發、生產、培訓于一體的無人機產業基地。

作為新疆的農業大區,阿克蘇地區林果種植面積約占全疆四分之一,棉花產量居全疆前列。近兩年,阿克蘇地區明確將無人機物流、農業植保等作為重點發展領域,出臺專項補貼、稅收減免等政策,吸引低空經濟相關科研機構和企業落地生根。

新疆智能裝備研究院的成立,為當地低空經濟的技術創新注入了強勁動力。該研究院已構建起從實驗研發到中試轉化的全鏈條硬件支撐體系,深耕新能源產業裝備、低空經濟運營、飛行器研發、智能無人化等方向。航空飛行器研究中心團隊帶頭人、中國工程院院士吳光輝介紹,團隊正在研究更加適配的中小型飛機,同時與新疆空管局聯合建設南疆大型飛行服務站,構建網絡與低空飛行管理體系。

從阿克蘇這個“點”向外看,新疆低空經濟的版圖正在迅速擴展。2024年1月,新疆政府工作報告首次提出“加快推動低空經濟產業發展”;2025年6月,現代物流產業集群發展規劃征求意見稿發布,明確在烏魯木齊、喀什等地探索低空物流場景;新疆生產建設兵團2024年啟動編制通用航空產業發展規劃,目標是打造“立足兵團、輻射全疆、聯通中亞”的低空經濟圈……政策舉措密集出臺,推動新疆低空經濟從零散探索走向系統布局。

新疆通用航空有限責任公司成立于1983年,通用航空業務涉及短途運輸飛行、應急救援飛行、航空噴灑、民用航空器飛行人員培訓及維修等。該公司總飛行師李云強介紹,隨著小型農用無人機的普及,公司近年來引進先進航空設備,在天山南北開展了人工影響天氣、胡楊林生態治理、農林噴灑、草原生態修復等飛行作業,在新疆范圍內累計服務農牧團場100多個?!拔覀冞€進一步深化產教學研一體化,與天翔航空學院聯合開展航空專業人員技能培訓,與中小學合作開展研學活動,加大對本地技術人才的培養?!崩钤茝娬f。

石河子市擁有花園民航機場、山丹湖通用機場、駝鈴夢坡通用機場,近年來,當地立足自身資源稟賦,陸續招引一批國產民機裝備研發、生產制造、維修保障等企業入駐,重點發展通航服務、職業教育、低空農業等領域。八師石河子市交通運輸局副局長白飛龍介紹,“十五五”期間,圍繞低空農業作業,八師將進一步拓展低空農業作業范圍,推廣無人機和有人機聯合作業場景,擴大無人機飛播、無人機噴灑、無人機植物生長檢測等農業生產環節的覆蓋。

“政府引導、市場主導、企業主體”的發展模式,正在新疆更多地區復制推廣。烏魯木齊經開區引進的中科智航(新疆)科技有限公司攻克了無人機集群化作業關鍵技術。該公司董事長萬玉霞介紹,公司構建了覆蓋研發、生產、銷售、培訓、應用、服務的全產業鏈閉環?!拔覀儸F在不僅賣設備,還提供全流程方案,致力于推動低空飛行服務標準化、智能化與規?;l展?!比f玉霞說,從賣產品到賣服務,這不僅是企業商業模式的升級,也是整個產業走向成熟的標志。(經濟日報記者 耿丹丹)

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